小分子过敏与哮喘

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刘秋实 谢华
沈阳北部战区总医院 110016

   一、过敏进程
   近些来哮喘患病率逐年增加，由于儿童期免疫功能不够完善，绝大多数患者中存在儿童时期过敏史的病史，不同年龄段有不同的典型过敏症状。一般来说，婴儿期的特应性皮炎(AD)和食物过敏较为常见，随着年龄的增加，过敏性哮喘(AA)和过敏性鼻炎(AR)发病率逐渐增多。
   过敏性疾病作为一个全球性问题，占世界人口的10-30%[1]，而且发病率还在逐年增加中，比如过敏性哮喘,我国现约有哮喘患者3000万，2008年我国哮喘和/或鼻炎患者过敏原分布的多中心调查显示，我国大陆6304例成人哮喘和/或鼻炎患者中有72.1%的患者至少有1种，1990年、2000年、2010年我国进行3次0-14岁城市儿童哮喘流行病学调查，其患病率分别为0.91%、1.97%、3.02%，有显著增高的趋势[2]。再如过敏性鼻炎（AR），影响着全世界 10%-20% 的人口，全国18个中心城市电话问卷调查，显示国内成人 AR 的自报患病率已从2005年的11.1％上升到17.6%，最低为成都（9.6%)，最高为上海（23.9%)；花粉导放的 AR 确诊患病率在10.5%-31.4％之间，宠物引起的 AR 比例呈逐年上升趋势，年增长率达到1.3％[3]。
   特应性皮炎(AD)是一种慢性、复发、极度瘙痒的炎症性皮肤疾病，目前认为可能与皮肤屏障功能受损相关。感染、组织损伤和过敏原(包括食物过敏原和空气过敏原)通过受损的皮肤屏障进入皮肤，然后，它们刺激皮肤上皮细胞释放胸腺基质淋巴生成素(TSLP)、白介素25（IL-25）和白介素33（IL-33）。这些炎症介质激活了皮肤（真皮）中的一些免疫细胞(包括嗜碱性粒细胞、肥大细胞、树突状细胞（DC）、嗜酸性粒细胞和2型先天淋巴细胞（ILC2）)，这些炎症细胞分泌细胞因子，在局部淋巴结中产生辅助性T细胞2(Th2)和免疫球蛋白E(IgE)。Th2细胞可以分泌更多的细胞因子(如IL-4)来激活更多的ILC2和嗜酸性粒细胞，IgE可以作用于肥大细胞和嗜碱性粒细胞。从而导致皮肤炎症和特应性皮炎(AD)。此外，IgE、Th2细胞、TSLP、IL-25和IL-33可能通过血液循环进入消化道和呼吸道，增加过敏性哮喘(AA)、过敏性鼻炎(AR)和食物过敏的发病率[4]。
   食物过敏是“过敏进程”的早期阶段，自然病程开始于2岁之前。特定食物进入机体致敏，使机体产生相应抗原，并使异常的免疫反应反复出现，导致机体的生理功能紊乱、组织损伤， 从而引起一系列临床症状。可分为IgE介导、非 IgE介导以及混合介导三大类型。最常见的过敏反应类型是免疫球蛋E(IgE)介导的食物过敏(患病率为5-10%)。症状从轻微的瘙痒、胃痛、皮疹到严重的过敏反应。由食物引发的其他非IgE介导的食物过敏疾病，例如嗜酸性食管炎、乳糜泻、食物蛋白诱导的小肠结肠炎综合征以及对牛奶和生物胺的超敏反应。目前研究提示不同时期常见的过敏原不同，婴儿期：牛奶和鸡蛋，儿童期：花生和坚果，成年人：鱼和贝类[5]。
   人类之所以形成鲜明的过敏进程是与我们的免疫系统密切相关：人体免疫系统使人体能适应复杂而多变的外界环境，主要分为：①特异性免疫系统：是在长期与外界的病原体接触过程中，淋巴细胞（B细胞和T细胞）对特定的病原体产生识别，并产生相应的抗体和记忆性细胞，最终将病原体清除。②非特异性免疫：又称先天免疫或固有免疫，指机体先天具有的正常的生理防御功能，对各种不同的病原微生物和异物的入侵都能作出相应的免疫应答。一旦免疫功能平衡遭到破坏，都属于免疫系统异常状态，而免疫防御增强，免疫自稳过度等均可造成的过敏反应。
   人体免疫系统是覆盖全身的防卫网络。第一道防线为:皮肤和粘膜，第二道防线为:吞噬作用、抗菌蛋白和炎症反应。第三道防线主要由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成的。所以皮肤黏膜的破溃，第一道防线失守，过敏原进入机体启动过敏进程，可以说AD是过敏的起点。最近有研究在过敏进程中AD与AA存在密切联系：过敏进程描述了从AD到过敏性鼻炎和哮喘的进展，核心是气道致敏的发展与AD屏障功能障碍有关。这些过敏性疾病之间存在共同的病理机制、环境诱因和遗传风险因素[6]。
   二、过敏性哮喘
   典型哮喘的临床症状和体征：反复发作性喘息、气促，伴或不伴胸闷或咳嗽，夜间及晨间多发，常与接触变应原、冷空气、物理、化学性刺激以及上呼吸道感染、运动等有关。发作时及部分未控制的慢性持续性哮喘，双肺可闻及散在或弥漫性哮鸣音，呼气相延长。上述症状和体征可经治疗缓解或自行缓解[7]。
   可变气流受限的客观检查：①支气管舒张试验阳性（吸入支气管扩张剂后，FEV1增加＞12%，且FEV1绝对值增加＞200 ml）；②呼气流量峰值（PEF）平均每日昼夜变异率＞10%，或PEF周变异率>20%③抗炎治疗4周后与基线比较 FEV1增加＞12%，且FEV1绝对值增加＞200 ml（除外呼吸道感染）；④支气管激发试验阳性；一般应用吸入激发剂为乙酰甲胆碱或组胺，通常以吸入激发剂后FEV1下降≥20%，判断结果为阳性，提示存在气道高反应性[7]。
   哮喘的分类：根据病因可分为过敏性(免疫球蛋白E介导的)、非过敏性(通常由病毒上呼吸道感染或原因不明引发)、职业性、药物（如阿司匹林）、运动性和咳嗽变异型哮喘等[8]。其中过敏性哮喘的诊断：
   （1）符合GINA和我国《支气管哮喘诊治指南》的诊断标准，即存在可变性的喘息、气紧、胸闷、咳嗽等临床症状，有可变性气流受限的客观证据，并排除其他可引起哮喘样症状的疾病；
   （2）暴露于过敏原（主要为尘螨、花粉、霉菌和动物毛发）可诱发或加重症状；
   （3）过敏原皮肤点刺试验或血清特异性IgE检测至少对一种过敏原呈阳性反应。值得注意的是，没有过敏原检测结果不能确诊过敏性哮喘，仅有过敏原点刺或血清sIgE阳性也不能诊断哮喘[2]。
   非过敏性哮喘定义：季节性和常年性变应原皮肤点刺试验或体外特异性IgE试验均为阴性的哮喘患者，非过敏性哮喘的发病率为10%-33%，发病时间晚于过敏性哮喘，以女性为主。在许多病例中，非过敏性哮喘似乎比过敏性哮喘更严重，对标准治疗的效果并不理想[9]。
   非过敏性哮喘是真的不过敏吗?其实不然，首先过敏原种类很多，如花粉、草、某些食物和药物等，除了水、葡萄糖和盐之外都可以成为过敏原。而近些年来，新命名过敏原与传统过敏原相冲突。其次，传统手段只能检测出一部分过敏原，因此过敏原阴性并不能确定没有过敏反应。比如常见的过敏原螨虫：世界上已发现螨虫（mite）有50000多种，仅次于昆虫肉眼不易看见的微型害虫，在居室内生活的螨虫有40余种最常见的有尘螨、粉螨、蠕螨、疥螨等。其以人的汗液、分泌物、脱落的皮屑为食，繁殖速度极快。分布较广如地毯、沙发、毛绒玩具、被褥、坐垫、床垫和枕芯等处。然而尘螨尸体、分泌物和排泄物都是可致病的过敏原，排泄物中主要致敏原包括Der p和Der f[10]，不同种类螨虫致敏原也有所不同，如屋尘螨主要为Der f 2，粉尘螨主要为Der f 35、Der f 38[11]。国外一项对HDM过敏患者研究，通过分析Der p10阳性和阴性患者的6种HDM变应原(derp1、2、5、7、10、21)亚组的IgE反应性。表明Der p 10可能是对Der p 1和Der p 2以外的过敏原有额外致敏作用，故Der p 10可能是HDM过敏患者的诊断标志，当考虑进行过敏原特异性免疫治疗时，这类患者可能需要注意[12]。此外猫的毛和皮屑中的Fel d 1也会到导致过敏发生，故此类过敏原分子应当被称为过敏原蛋白，而过敏原的应重新定义：任何能诱发过敏的物质。
   变应原的定义分广义和狭义。广义变应原指整个引起变态反应的物质，如常说牛奶过敏、鸡蛋过敏，花粉过敏，猫、狗过敏等。狭义变应原可追踪到分子层面，如牛奶过敏，最常见的变应原是牛奶中的酪蛋白；螨虫过敏，除螨虫的尸体、分泌物和排泄物都是过敏原外，尘螨中的屋尘螨（Der p）和粉尘螨（Der f）是主要的吸入性过敏原。
   目前诊断过敏的方法包括：皮肤点刺，sIgE，总IgE，sIgG，斑贴等，但皮肤点刺：过敏原提取物或半抗原，皮肤斑贴试验：低分子量物质或半抗原，因此能在临床应用的检查过敏原的种类远远少于实际的过敏原。
   过敏原组分诊断（Component-resolved diagnostics，CRD）是通过天然提取的具体过敏原蛋白质或纯化的重组变应原组分来确定患者产生过敏的单个或者少数几个过敏原组分的检测方法。该方法避免了粗提物中交叉反应性过敏原的干扰,使得检测结果更加准确。然而，单纯以IgE为核心指标，采用变应原物种进行诊断的准确性不高，所得结果给就诊医生和病患造成诸多困扰。而每一变应原物种中含有数种乃至数十种过敏原组分，全部拿来诊断，不仅过敏原制剂极难实现，而且会对诊断结果解析造成更大的困扰。随着重组技术的发展，众多过敏原组分序列得到深入分析，主要过敏原甚至是主要代表性过敏原（Major Representative Allergens）逐渐得到确认。主要过敏原是某物种中的能使50%以上的病人发生致敏或者产生过敏反应的过敏原。
   CRD使用变应原提取物的体内或体外诊断方法往往无法识别引起过敏反应的分子。解决了基于提取物的诊断过程中的局限性，目前是临床中对毒液和食物过敏、哮喘、过敏性鼻炎和特应性皮炎的精确诊断的重要工具。目的为改善过敏性疾病的日常管理。其优势包括：①在多敏性患者中区分真正的多重致敏和交叉反应致敏；②预测食物或昆虫毒液引发过敏的严重全身反应；③根据患者的致敏情况选择最佳的过敏原免疫疗法[13]。
   在食物过敏方面，一些过敏测试经常会导致假阳性结果，从而可能导致不必要的回避或延误食物的引入。将CRD与常规过敏检测结合使用，可提高分析和诊断性能。CRD有助于确定过敏儿童的一些潜在风险。CRD在食物过敏和潜在的临床交叉反应方面，还有助于预测严重反应(脂转移蛋白、种子贮藏蛋白等)中过敏过程中的进展[14]。
   在体外实验中，lgE检测较为特殊，首先影响总IgE水平其它因素：年龄、性别、种族等，此外寄生虫感染最重要，在农村寄生虫高发区总IgE的水平可能很高。报告判读中需要注意：总IgE没有正常值，只有上限端值，总IgE升高，不一定就是过敏，也可提示过敏体质。而低于上限端值的所谓“正常”，也可能是过敏。只有特异性IgE才有诊断价值，具有高度的抗原特异性，如出现阳性反应，表示对该物质过敏。针对食物过敏，结果判读要慎重，一定要结合临床综合分析。
   非过敏性哮喘是没有查到过敏原，不一定是非过敏，如奥马珠单抗是唯一商业化用于过敏性哮喘的抗免疫球蛋白E的单抗，但临床研究中得出结论为：未控制的重症哮喘患者，无论是否过敏，都应该在临床中尝试使用[15]。当然选择非过敏性哮喘患者接受奥马珠单抗治疗时，应始终牢记以下几个问题：①非特应性哮喘的诊断并非易事，需结合临床综合分析；②严重哮喘的定义多种多样，应仔细评估；③生物标志物可能有助于选择可能受益于奥马珠单抗治疗的患者；④依从性差且合并基础疾病，主要为肥胖，是引发哮喘的重要危险因素之一，应始终以药物与物理治疗措施加以解决[16]。
   奥马珠单抗应用的临床实践提示：非过敏性哮喘（内源性哮喘）是没有查到过敏原，不一定是非过敏，要重视临床上难以发现的过敏原。如小分子过敏。
   三、小分子过敏
   变态反应分四种类型：Ⅰ型变态反应：快速发作，由IgE、肥大细胞和/或嗜碱性粒细胞介导；Ⅱ型变态反应：延迟发作，由抗体（通常为IgG）介导，引起细胞破坏；Ⅲ型变态反应：延迟发作，抗体（IgG）与抗原形成免疫复合物，在补体参与下沉积后引起；Ⅳ型变态反应：延迟发作，由T细胞介导。过敏反应常指的是Ⅰ型变态反应。
   大分子物质是分子量较大的物质。分子的质量与12C原子质量的1/12之比叫做分子量。生物方面：主要有多糖、蛋白质、核酸等。化学方面：主要是高聚物等高分子化合物。与生物大分子对立的是小分子物质（二氧化碳、甲烷等）和无机物质。从化学的角度上说，小分子就是分子量很小的天然化合物，通常是指分子量小于1000道尔顿(尤其小于400道尔顿小分子)的生物功能分子。从生物角度上说，小分子就是具有生物活性的小肽、寡肽、寡糖、寡核苷酸、维生素、矿物质、小分子团水、植物次生代谢产物及其降解产物如苷元、黄胴元、甙元、生物碱等。从营养角度上说，如果把蛋白质、脂肪、糖、维生素、矿物质、纤维素，称为"第一代营养素"，小分子是营养元素的"第二代"，简称之为"二代营养素"。
   小分子主要参与IV型超敏反应，参与反应的各种成分包括：抗原：环境中的化学物质（油漆、燃料、金属）、微生物（细菌、真菌）。主要特征：①T细胞介导,属于细胞免疫.可发生在局部或者全身；②迟发型变态反应,致敏时间至少三天, 反应时间48小时以上；③以机体组织和细胞损伤为主。
   作为小分子诊断的经典方法：皮肤斑贴实验，其优势主要包括：
   （1）发现病因，明确诊断
   （2）减少患者漏诊几率：接触性皮炎几乎可以与所有常见的皮肤病相类似，如湿疹、多形性红斑、紫癜、荨麻疹、扁平苔藓、发疹样皮疹、红皮病、肉芽肿、银屑病、大疱性表皮坏死松解症、色素改变及光敏性皮炎等改变。
   （3）精确定位过敏原：即使有明确接触史的接触性皮炎患者，斑贴试验也是有必要的！如化妆品过敏，斑贴试验可帮助了解过敏的成分，用不含该成分的其它化妆品代替。
   （4）发现新的过敏原：斑贴试验要求一次贴多种过敏原，如40-80种过敏原，便于筛查。
   （5）小分子过敏与哮喘：某些哮喘、鼻炎发作是由小分子物质引起，斑贴试验是检测小分子过敏原过敏的最简便手段，也是检查迟发型、慢性过敏反应的唯一手段。

参考文献
1.Ring J, Akdis C, Behrendt H, et al. Davos declaration: allergy as a global problem. Allergy. 2012. 67(2): 141-3.
2.中华医学会变态反应分会呼吸过敏学组(筹), 中华医学会呼吸病学分会哮喘学组. 中国过敏性哮喘诊治指南(第一版, 2019年). 中华内科杂志. 2019. 58(09): 636-655.
3.中华耳鼻咽喉头颈外科杂志编辑委员会鼻科组, 中华医学会耳鼻咽喉头颈外科学分会鼻科学组. 中国变应性鼻炎诊断和治疗指南(2022年, 修订版). 中华耳鼻咽喉头颈外科杂志. 2022. 57(02): 106-129.
4.Yang L, Fu J, Zhou Y. Research Progress in Atopic March. Front Immunol. 2020. 11: 1907.
5.Tedner SG, Asarnoj A, Thulin H, Westman M, Konradsen JR, Nilsson C. Food allergy and hypersensitivity reactions in children and adults-A review. J Intern Med. 2022. 291(3): 283-302.
6.Jimenez J, Paller AS. The atopic march and its prevention. Ann Allergy Asthma Immunol. 2021. 127(3): 289-290.
7.中华医学会呼吸病学分会哮喘学组.支气管哮喘防治指南(2020年版). 中华结核和呼吸杂志. 2020. 43(12): 1023-1048.
8.Padem N, Saltoun C. Classification of asthma. Allergy Asthma Proc. 2019. 40(6): 385-388.
9.Peters SP. Asthma phenotypes: nonallergic (intrinsic) asthma. J Allergy Clin Immunol Pract. 2014. 2(6): 650-2.
10.Zeytun E, Doğan S, Özçiçek F, ünver E. Sensitivity to House Dust Mites Allergens in Patients with Allergic Asthma in Erzincan Province, Turkey. Turkiye Parazitol Derg. 2017. 41(1): 34-41.
11.Fujimura T, Aki T, Isobe T, et al. Der f 35: An MD-2-like house dust mite allergen that cross-reacts with Der f 2 and Pso o 2. Allergy. 2017. 72(11): 1728-1736.
12.Resch Y, Weghofer M, Seiberler S, et al. Molecular characterization of Der p 10: a diagnostic marker for broad sensitization in house dust mite allergy. Clin Exp Allergy. 2011. 41(10): 1468-77.
13.Panaitescu C, Haidar L, Buzan MR, et al. Precision medicine in the allergy clinic: the application of component resolved diagnosis. Expert Rev Clin Immunol. 2022. 18(2): 145-162.
14.Martelli A, Calvani M, Foiadelli T, et al. Component resolved diagnosis and risk assessment in food allergy. Acta Biomed. 2021. 92(S7): e2021528.
15.Vennera Mdel C, Picado C. Novel diagnostic approaches and biological therapeutics for intrinsic asthma. Int J Gen Med. 2014. 7: 365-71.
16.Loureiro CC, Amaral L, Ferreira JA, et al. Omalizumab for Severe Asthma: Beyond Allergic Asthma. Biomed Res Int. 2018. 2018: 3254094.